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作者:中国政府 中国,中 发布时间:2022-09-17 15:11

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中国政府 中国,中国遂昌政府网,中国武汉政府门户网站NASA新任局长:“中国威胁”获取国会预算支持(图)

NASA 宇航员对国际空间站上的太阳能电池板进行维护。图/IC

载人航天的下一步

中国政府 中国,中国遂昌政府网,中国武汉政府门户网站本报记者/曹然

发表于《中国新闻周刊》2021.7.5期1002

“中国和美国在太空竞赛吗?”

中国政府 中国,中国遂昌政府网,中国武汉政府门户网站“是的,”比尔尼尔森毫不犹豫地回答。

当地时间6月23日,美国国家航空航天局(NASA)新任局长首次接受众议院质询,试图通过强调“中国威胁”来获得国会预算支持。

一周前,中国成功发射神舟十二号载人飞船,将三名航天员送入中国空间站天河核心舱。按照计划,问天实验舱和梦天实验舱将于明年发射,进一步扩大空间站。

中国政府 中国,中国遂昌政府网,中国武汉政府门户网站尼尔森虽然对神舟十二号载人飞船的成功发射表示祝贺,但同时也主张永久排除中国参与正在与美俄欧日合作的国际空间站机械人太空冒险,美国应该尽快“重返月球”,进而实现载人空间站。登陆火星并保持太空主导地位的长期目标。


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过去 20 年,NASA 在完成阿波罗计划、航天飞机、近地轨道空间站和哈勃望远镜之后,一直在规划尼尔森提到的目标。小布什政府计划2020年“重返月球”,奥巴马政府提出2030年不经过月球直接登陆火星,特朗普政府的“阿尔忒弥斯”计划重回布什计划,只是把截止日期推迟到2024 年。

拜登政府上任后,向国会提交了超过 200 亿美元的 NASA 新预算,增幅6.6%。但尼尔森知道这几乎是一项不可能完成的任务。一些众议院议员警告尼尔森,即使他强调与中国存在“太空竞赛”并获得新的支持,NASA 也很难再获得 100 亿美元的载人航天预算。总统。

“美国宇航局一直在向近地轨道和月球以外的太空探索迈进,但这将是一个长期问题。” 中佛罗里达大学高级航空航天专家、教授罗杰·汉德伯格告诉《中国新闻周刊》,“太空的危险性导致了目前研究的一系列困难。辐射和微重力等因素让长途太空旅行变得极为困难。”很危险机械人太空冒险,但目前还没有针对人类的解决方案。”

奥巴马政府时期的美国宇航局局长博尔登指出,大多数人已经意识到,美国没有机会如期实现登月计划。他向《中国新闻周刊》预测,如果一切顺利,美国宇航局将用几十年的时间将人类送回月球,然后再送回火星,但“无法设定确切的截止日期”。

空间站和登月工程“二选一”

据尼尔森透露,新的100亿美元预算将用于延续特朗普政府的登月计划,以期在未来十年实现“每年载人登月”。但在汉德伯格看来,尼尔森只是想保护 NASA 的常规预算免于进一步削减,而不是真正增加资金。根本原因在于,冷战结束后,“国会不会为NASA的传统太空计划,特别是近地轨道和月球计划提供额外资金,除了火星。”

近地轨道和月球计划都始于冷战时期。1957年,苏联发射了世界第一颗人造卫星;不到半年之后,时任美国总统艾森豪威尔成立了美国宇航局。1961年4月,苏联宇航员加加林进入太空;一个月后,时任美国总统肯尼迪在国会承诺“十年之内,他将登陆月球”。从那时起,直到 1980 年代后期,美国每份主要的太空政策文件都将“保持太空领导地位”作为首要目标。


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俄罗斯和平号空间站。图/IC


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美国宇航局最初只计划将人类送入近地轨道以外的月球轨道,但在肯尼迪的指导下,将目标设定为“登月”。原计划接下来的任务是建立近地轨道空间站和月球基地,并通过可重复使用的航天飞机将地球与太空连接起来,确保航天员能够长期留在外太空机械人太空冒险,前往更多遥远的行星。

尽管目标雄心勃勃,但预算和期限却很模糊。当肯尼迪宣布他对月球的承诺时,美国宇航局并没有登陆月球的计划。当尼克松政府决定启动航天飞机计划时,也没有给出明确的计划。相对较晚发射的低地球轨道空间站计划的成本估计为 80 亿美元,国会后来意识到这没有考虑发射成本,也没有考虑超过 30 亿美元的年度运营成本。

太空竞赛缓和后,NASA 的预算一次又一次地被削减。1966 年,NASA 的预算为联邦预算的 4.5%,1975 年降至 1%,最近几年降至 0.5%。但NASA坚持保留以空间站为代表的近地轨道任务和以登月为代表的登月任务。正如博尔登所说,一旦研发暂停,不仅会被后发国家超越,基于此的火星任务目标也将难以实现。但本世纪初以来,NASA只能在近地轨道空间站和登月任务之间“二选一”。

美国宇航局一直试图提出一系列理由,证明近地轨道和月球探索对美国社会具有真正的价值。在 1990 年代担任美国宇航局局长的丹·戈尔丁被他的继任者誉为“美国宇航局最伟大的管理者之一”。他首先强调,空间站项目可以帮助美国的科学研究,尤其是“解决骨质疏松等人类老龄化问题”。”。另一个重要的研究领域是材料科学,美国宇航局曾在该领域宣称空间站是太阳能电池的潜在生产基地。

到2020年底,各国宇航员已经在国际空间站进行了3000多次实验,但上述两个目标最终都没有实现,航天器可能无法证明是一个合适的实验场地。专家指出,太空实验的优势在于进行需要零重力环境的研究,但零重力并不存在,地球轨道上的任何物体在其结构内部都有微重力最低点。那些为太空竞赛设计的航天器在实验中具有最低的微重力位置。


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2021年4月24日,搭载SpaceX载人“龙”飞船的宇航员抵达国际空间站。照片/路透社

此外,即使在空间站内,人类活动的空间也非常小,无论是宇航员还是维持宇航员生命所需的系统设备都会产生破坏复杂实验的振动。改造空间站以将实验与人类和干扰设备隔离开来需要昂贵的成本。最初设计用于寻找暗物质粒子的 Alpha 磁谱仪 (AMS-02)) 耗资 3300 万美元,最终在 NASA 决定将其安装在空间站外时超过 20 亿美元。

从2019年到2020年,三名宇航员在空间站外进行了四次太空行走,总共25个小时,因为阿尔法磁谱仪的冷却器损坏机械人太空冒险,才完成了“自哈勃以来最复杂的修复项目”。”。


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博尔登向《中国新闻周刊》回忆说,他在任期间最大的科研成果来自于航天技术的推广,“今天,很多航空发动机技术都是NASA研究的成果。商业航空业将做出巨大贡献。” 。” 但正是在他任职期间,美国航天飞机在 2011 年全部退役,此后美国宇航员也将俄罗斯航天飞机运往空间站。

除了成本,停止国家航天飞机运行还有政治考虑。NASA曾提议美国商业公司将俄罗斯宇航员运送到空间站,单次成本约为2000万美元,而美国政府仍以每次5000万美元的价格从俄罗斯购买航天飞机服务。

这是戈尔丁为 NASA 的事业发现的另一项任务的延续:与俄罗斯航天局合作,成为世界上最大的两个军事大国之间合作的压舱石。1991年苏联解体时,俄罗斯继承了90%的航天产业资产,但分布在其他共和国的许多配套工厂倒闭或转型,包括暴雪航天飞机在内的苏联关键项目被迫暂停运营,导致人员严重流失。到1994年,俄罗斯航天工业的从业人员减少了35%,其中50%的专家流失了。

1992年,美国和俄罗斯签署了航天探索合作协议,双方的宇航员被允许作为对方航天飞机和空间站的成员。1994年,双方决定共建国际空间站。自 1998 年投入使用以来,空间站已经接待了来自 19 个国家的 200 多名宇航员和研究人员。

博尔登回忆说,美俄航天合作的最大意义在于证明“双轨制”的有效性,即两国航天机构在两国政府处理外交问题时能够保持密切的科研合作。问题。不过,美国国会认为,“双轨制”意味着太空合作并没有促进双边关系的改善,反而让俄罗斯保持了强大的太空影响力。

2003年,中国成为第三个能够自行将宇航员送入太空的国家。此后,中国多次表达了参与国际空间站的愿望。2011年,中国空间站首个试点实验空间站——天宫一号成功发射。同年,美国国会通过“狼条款”,全面限制NASA与中国机构和人员往来,将中国排除在国际空间站之外。2021 年 6 月 23 日,尼尔森表示他支持将该条款永久化。

相比中美之间的“隔阂”,中国与其他国家的航天合作越来越紧密。中国载人航天工程办公室与联合国外空事务办公室保持密切联系,并邀请其他国家利用中国空间站进行实验。首批入选项目来自瑞士、波兰、德国、意大利、挪威、法国、西班牙、荷兰、印度、俄罗斯、比利时、肯尼亚、日本、沙特阿拉伯、墨西哥、秘鲁等16个国家的23个机构。联合国外空事务办公室主任西蒙内塔·迪皮波表示,中国的举措有力地推动了载人航天领域的国际合作,


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国际空间站涉及欧洲、俄罗斯和日本的航天机构,美国宇航局设计了多种商业参与模式,但并未得到其他机构的一致支持。图/IC


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火星之后会发生什么?

火星是太阳系中距离地球最近的天体,每天的持续时间几乎与地球相同。它有四个与地球相似的季节,也有液态水。自 1960 年代以来,人类探测器不断接近火星,距离超过 5000 万公里,但前十年三分之二的观测任务以失败告终。1971年,苏联火星3号(火星3)在火星表面发出14.5秒信号后成功软着陆,失去联系。1976年,美国维京一号成为第一个着陆的人) 2021年5月15日,祝融登陆火星,中国成为第二个在火星上运行火星车的国家。

美国宇航局称,美国火星探索已经从本世纪初的“寻找水源”和“探索可居住性”转向“寻找生命迹象”,但尚未实现人类登陆火星。半个多世纪前,月球基地和中继空间站是美国航天先驱冯布劳恩制定的火星登陆计划中不可或缺的一部分。汉伯格指出,科学和政治都是 NASA 寻找资金的借口。它之所以要维持近地轨道项目或月球任务,是为火星探索铺平道路。

博尔登还承认,利用空间站最重要的科学成就是为火星旅行积累数据。目前无法在地球上模拟某些特定系统如何在太空中工作和相互作用。了解为什么以及如何在近地轨道上抑制宇航员的免疫系统,可以帮助科学家在地球上开发更好的药物,以应对前往火星的旅途中可能出现的健康问题。

尽管拜登政府已经强调 NASA 应该更多地参与气候变化研究,并且相关资金应该单独分配,而不是挤出原始任务,但尼尔森正试图将 NASA 有限的资金集中在火星项目上,包括计划结束一个天体物理平流观测项目,每年节省 8500 万美元。多次败给近地小行星观测项目的金星探测项目也首次获得认可。美国宇航局将向金星发射探测器并降落在金星上,以探索金星的气候变化和海洋演化,并调查是否比火星更“宜居”。

俄罗斯和欧洲的航天机构都将探索火星作为最终目标。刚刚成立七年的阿联酋航天局今年发射了希望号探测器到达火星轨道,并将建设“火星科学城”列为研究工作、生活和生活的两大重点任务之一。在火星上种菜。

2021年6月,中国运载火箭技术研究院院长王晓军在全球空间探索大会上表示,中国火星探测任务的第一步是机器人火星探测,包括采样、基地选址、原位资源利用率;第二步,初步载人探索,以载人火星登陆和基地建设为目的;最后一步是飞行探索,建立地火星经济圈。其中,首次首次载人探索任务计划出发时间为2033年。

然而,很少有机构向公众解释“火星会怎样”,尤其是三个具体问题:人类探索太空的目的是什么?在太空定居或进行研究旅行?人类为什么要在太空定居?1988年国会修改NASA授权法案时,要求NASA每两年提交一份报告,描述“促进人类在外太空长期生存”的新进展,但报告实际上只写了一次,从未更新过。

尽管人类已经在太空中飞行了几十年,但“对于太空对人类的影响,人类的无知远胜于知道”。人类知道火星的重力大约是地球的三分之一,在微重力下人体生理会退化,骨骼中的钙会流失,但我们不知道如何消除、减轻甚至改变这种影响, 也不知道多少重力足以解决这个问题。


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博尔登告诉《中国新闻周刊》,美国宇航局目前的解决方案是开发“更快、更强大”的重型运载火箭,例如 SLS,以确保宇航员以足够的效率从地球被送往火星,从而使人类能够暴露在太空辐射中。和微重力会短得多。

王晓军透露,在机器人火星探测阶段,中国使用大型或重型运载火箭将探测器直接发射到地面火力转移轨道;但在载人探索初期,核动力与核热推进相结合,人员和货物分开运输,先将探测器组装到近地轨道,然后从高椭圆轨道出发。远期规划是采用核电综合运输方式,从地球空间站等基地出发,选择地面火力循环轨道,在地面火力循环轨道上布置转运飞机,转运推进剂飞机将从地面或空间加油站转移。供应。

如果美国宇航局能够实现博尔登所说的技术突破,则意味着近地轨道空间站和月球基地将不再充当“中继站”。在最近的一次商业太空峰会上,Space Adventures 轨道飞行副总裁 Faranetta 指出,这意味着未来人类可能不会通过空间站前往火星。火星协会会长兼先锋宇航公司总裁罗伯特·祖布林强调,NASA 应该专注于这种直接接近火星的方法,而不是像在近地轨道或月球上建造空间站这样的“平凡工作”。

阿姆斯特朗登月时,只要“先于苏联人登月”,NASA对美国社会和国会的承诺就兑现了。但将人类送上火星后的价值问题,是技术无法解决的。美国前国会议员、布什政府太空委员会主席罗伯特·沃克问道:“人类在太空真的有未来吗?”

沃克指出,人类应该考虑许多不同的场景:我们可以生活在火星上吗?火星上能否实现“自给自足”?无论如何,你必须回到地球吗?如果人类不能在火星上生活,那么火星就像“珠穆朗玛峰”,是冒险的象征,但缺乏实用价值。

如果人类可以在火星上生活,但不能自给自足,那么火星适合作为科研基地。问题在于,中美两国的无人探测器已经登陆火星,五个国家的航天器正在绕火星运行,美国宇航局的工程师们已经开始研究“无人空间站”的可能性。寻找和收集化石的工作可以由机器人完成,人类不一定要冒险登陆。而如果人类可以在火星上自给自足,但总是不得不返回地球,那么火星将成为资源基地。只有上述三个问题得到肯定回答,火星才会成为“殖民地”,实现人类在太空中长期生存的目标。但在未来很长一段时间内,没有人能给出三个肯定的答案。

分析人士指出,美国宇航局和美国航空航天业现在面临的关键问题是机械人太空冒险,每一个探索近地轨道和月球以外空间的可能方向,都将消耗后代宇航员几乎所有的资金、精力和时间。,但没有一项任务具有说服公众的合理性或紧迫性。

尽管尼尔森最近仍表示信心,“拜登和大多数美国人一样,对太空飞行非常着迷”,但博尔登告诉《中国新闻周刊》,他不确定大多数美国人民是否真的仍然强烈支持美国宇航局进一步探索太空。

《自然》杂志 2009 年的一项调查发现,与老一代相比,年轻一代的受访者对 NASA 的支持程度要低得多。近 80% 的 45 岁以上的受访者认为他们受到了“阿波罗”计划的启发,但不到 40% 的 34 岁以下的受访者表达了同样的感受。

“任何寻求外太空探索压倒性支持的人都将不得不等待很长时间,”博尔登说。汉德伯格感慨地说,“在航天领域开始一个项目,然后进度延误、成本超支,再继续下去的好日子已经一去不复返了——除非太阳系突然出现‘小绿人’(外星人入侵)。”

中国政府 中国,中国遂昌政府网,中国武汉政府门户网站2020 年,NASA 申请了 5 亿美元的预算来推进商业空间站项目,其中只有十分之一获得批准。2021 年,NASA 仍在申请 1.5 亿美元,而国会只拨款 1700 万美元。NASA副局长Gersten Maier对此表示担忧,认为很有可能商业组织的空间站还没有建成,NASA会先退出国际空间站以腾出资金。“错误的选择”。这意味着短期内中国将只剩下一个空间站在低地球轨道上。

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